随着“双碳”目标的深入推进,氢内燃机作为实现绿色动力多元化的重要路径,正从技术研发快步走向示范应用。
而在近日的2025国际内燃机及动力装备博览会上,氢能动力也成为最受瞩目的焦点之一,众多企业携氢能动力相关的产品和技术亮相。期间,北京氢燃科技有限公司董事长孙柏刚先生受主办方邀请,就氢内燃机的技术突破、商业化瓶颈及产学研成果转化等核心问题进行了深度访谈。
问题1.在动博会期间,您受邀进行《氢内燃机开发进展及非道路应用展望》的报告。那么与前几年相比,当前氢内燃机在热效率、氮氧化物(NOx)控制、关键部件(如氢气喷射系统)可靠性等方面,取得了哪些突破性的进展?
回答:
(1)热效率是内燃机的永恒主题,热效率的提升就意味着应用内燃机的各种装备都具有良好的燃油经济性,是实实在在给用户创造价值。
(2)从2005年开始,内燃机行业在热效率的探索方面取得了重要进展,柴油机热效率从45%提升到50%,汽油机热效率从40%提升到45%,后续还有一定的潜力可挖掘,为全国节能减排做出了重要贡献。
(3)在持续提升热效率的进程中,积累了很多先进的技术,也为氢内燃机提升热效率提供了有益的探索,火花点火氢内燃机的热效率提升到45%左右,进一步探索50%的技术方案。
(4)NOx的控制取得了重要进展。氢空混合气燃烧的原始NOx排放受混合气浓度的控制,比较高,可以采用稀薄燃烧技术,氢内燃机的源排NOx可以很低,瞬态工况下可能还要考虑后处理技术。
(5)关键部件方面,主要设计供氢系统、喷射系统及后处理器等,国内供氢与喷射系统方面还有不少差距。
问题2.您认为目前制约氢内燃机大规模商业化的最主要瓶颈是技术、基础设施(如氢储运),还是氢能本身的绿色性与经济性?
回答:
氢能的推广应用涉及到制储输用四个主要的方面,经过燃料电池汽车城市示范群的探索实践,应该说在上述四个方面都取得了一些积极进展,也为政府高效率管理提供了宝贵经验。
氢内燃机已完成样机开发,陆续开始一些示范工程,大规模商业化的主要瓶颈目前看还在于氢气的价格、基础设施及产品可靠性。当然,车载储氢系统的容量、价格也是一个限制因素。
从未来发展看,绿氢是一个长期路线。特别是随着可再生能源比例的不断增加,绿氢的成本有望降低,电力合成燃料也会随着可再生能源而逐步发展,绿氢、绿氨、绿醇的动力系统都在不断开发和完善中,能源端、动力端协同发力,共同促进绿色发展。
问题3.北理工在2022年成立了北京氢燃科技有限公司以加快成果转化,成立至今公司的发展情况如何?
回答:
北理工氢内燃机团队从2006年就开始在氢内燃机领域开展基础研究,陆续为国内相关企业开发了多款氢内燃机,突破了制约氢内燃机发展中的若干项关键技术,如混合气控制、NOx排放,高增压机高比功率氢内燃机等。随着国家双碳战略的持续推进,也考虑到我们团队的社会服务能力,北京理工大学在2022年同意设立学科性公司,也就是北京氢燃科技有限公司。
公司成立后,秉承氢内燃机核心零部件及系统供应商的发展理念,持续推动氢气喷射器、电子控制系统、发电机组的开发,目前取得了一些积极进展。已开始在河北沧州推动氢内燃机城市车辆的示范。这次也展出了我们开发的氢气喷射器,氢气喷射器的主要性能指标及可靠性指标都与国外样件接近,后续我们也积极配合主机厂进行开发和验证试验。
本次展会,给我们提供了一个良好契机,让我们跟国内外企业充分交流。感谢主办方,也感谢媒体的高度关注。
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